曾 立 黃津梨 唐平英 馬 麗

(南寧師范大學(xué)物理與電子學(xué)院 廣西 南寧 530001)

1 引言

由于疫情影響,大學(xué)許多課程采用了線上教學(xué)的形式．在線上教學(xué)實(shí)施過程中,如何管理好學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是保障教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一．由于學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力以及學(xué)習(xí)的自覺性較弱,而在線上教學(xué)中,更多的是需要學(xué)生自主學(xué)習(xí),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的管理能力提出了更高的要求．在以往線下課堂教學(xué)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生很難靜下心來仔細(xì)學(xué)習(xí)教材知識(shí),對(duì)概念的把握不細(xì)致的情況,在線上教學(xué)中這些問題更加突顯．如何有效地管理教學(xué)過程、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,是教師教學(xué)中必須要解決的問題．目前,在各種教學(xué)方法中,將思維導(dǎo)圖引入教學(xué)是其中一種有效的教學(xué)方法．思維導(dǎo)圖由英國學(xué)者東尼·博贊(Tony Buzan)于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立[1],該方法主要是通過圍繞某一個(gè)中心主題,發(fā)散出與中心主題相關(guān)的多級(jí)圖,通過線條等方式體現(xiàn)各主題關(guān)鍵詞間的邏輯關(guān)系,利于記憶和理清知識(shí)脈絡(luò)．在教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖,有利于幫助學(xué)生理清知識(shí)脈絡(luò),構(gòu)建知識(shí)體系,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,被廣泛應(yīng)用在大學(xué)物理教學(xué)過程中[2-4]．因此,根據(jù)我們多年對(duì)思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐,在大學(xué)熱學(xué)課程的線上教學(xué)中,我們針對(duì)大學(xué)《熱學(xué)》每一章,開發(fā)了一系列以問題構(gòu)成的體系圖,即問題導(dǎo)圖,并提出了利用問題導(dǎo)圖,在教師指導(dǎo)下引導(dǎo)學(xué)生們自主構(gòu)建知識(shí)體系圖的教學(xué)模式,以提升學(xué)生自我管理能力．教學(xué)中采用的教材為秦允豪著的《熱學(xué)》第四版[5]．

2 問題導(dǎo)圖細(xì)化學(xué)習(xí)過程

2.1 問題導(dǎo)圖的設(shè)計(jì)——以第二章為例

以《熱學(xué)》第二章“分子動(dòng)理學(xué)理論的平衡態(tài)理論”為例展示我們的教學(xué)方法．“分子動(dòng)理學(xué)理論的平衡態(tài)理論”是學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的比較困難的一章,這一章蘊(yùn)含了一個(gè)物理觀念、物理思維及物理方法的大轉(zhuǎn)變,有很多概念難以理解．如在力學(xué)的學(xué)習(xí)中,我們可以從牛頓定律出發(fā),嚴(yán)格推導(dǎo)遇到的物理問題,從而從本質(zhì)上理解一大批物理現(xiàn)象,因此牛頓定律為我們理解力學(xué)提供了基礎(chǔ)．但在熱學(xué)這一章中,由于分析的角度從宏觀轉(zhuǎn)向微觀,要分析的對(duì)象數(shù)目很大,需要引入概率論的思想,要求學(xué)生對(duì)出現(xiàn)的新概念有深入理解的同時(shí),還要求對(duì)概率論有一定的理解,概念關(guān)系復(fù)雜．因此,在學(xué)生學(xué)習(xí)中,關(guān)鍵是需要弄清這些概念之間的關(guān)系并形成體系,即構(gòu)建這一章的知識(shí)體系圖,這是最有效的辦法之一．而在構(gòu)建知識(shí)體系圖中,學(xué)生獨(dú)立繪制是關(guān)鍵,只有學(xué)生獨(dú)立繪制知識(shí)體系圖,才能真正理解并掌握知識(shí)及知識(shí)之間的關(guān)系．但要考慮到學(xué)生的基礎(chǔ),以及有些學(xué)生在高中時(shí)沒有選修熱學(xué)模塊,對(duì)分子運(yùn)動(dòng)知識(shí)了解甚少的情況．除此,學(xué)生們普遍沒有知識(shí)體系圖概念,也不知道如何把這些還是很模糊的概念整理出來,這時(shí)候讓學(xué)生們自己獨(dú)立繪制知識(shí)體系圖,通常只能簡(jiǎn)單地寫出一些定義及公式而無法真正達(dá)到學(xué)習(xí)的要求,這時(shí)就需要一種有效的框架引導(dǎo).因此,經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐,我們制作了本章節(jié)的問題導(dǎo)圖,旨在提供一種有效引導(dǎo)的框架,一個(gè)學(xué)生能夠得著的框架,方便學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理,明確概念的含義,理清概念間關(guān)系,從而構(gòu)建自己的知識(shí)體系．同時(shí)又能讓學(xué)生們獲得學(xué)習(xí)成就感,還能為期末的復(fù)習(xí)奠定基礎(chǔ)．

首先對(duì)第二章的具體內(nèi)容進(jìn)行分析.

《熱學(xué)》第二章教學(xué)目標(biāo)如下:

(1)提出本章的問題導(dǎo)圖并進(jìn)行一定的講解,引導(dǎo)學(xué)生們獨(dú)立繪制本章的知識(shí)體系圖;

(2)通過完成知識(shí)體系圖的繪制,掌握本章的知識(shí);

(3)學(xué)會(huì)并熟悉有效的教學(xué)輔助工具概念圖技術(shù),為繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ);

(4)通過完成整個(gè)教學(xué)活動(dòng),學(xué)生們獲得自主學(xué)習(xí)的成就感.

再分析整理第二章的內(nèi)容,根據(jù)教學(xué)要求設(shè)計(jì)了第二章內(nèi)容的問題導(dǎo)圖,如圖1所示．

圖1 第二章“分子動(dòng)理學(xué)理論的平衡態(tài)理論”問題導(dǎo)圖

從圖1可看到,整章內(nèi)容的問題導(dǎo)圖首先給出一個(gè)大的框架,分子動(dòng)理學(xué)理論的平衡態(tài)理論分成3個(gè)部分:分布規(guī)律、統(tǒng)計(jì)規(guī)律及描述熱系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)典理論．分布規(guī)律是對(duì)微觀模型的描述,也是對(duì)氣體分子的速度分布的一個(gè)描述,在分布規(guī)律下再次分為粒子數(shù)密度均勻與不均勻的分布規(guī)律兩類,這樣,就能幫助學(xué)生們把麥克斯韋分布律與外力場(chǎng)下自由粒子的分布整合起來,這一點(diǎn)是初學(xué)者尤其是基礎(chǔ)水平在中等以下的學(xué)生們很難想到的．在這個(gè)大框架里,特別把統(tǒng)計(jì)平均值作為統(tǒng)計(jì)規(guī)律從麥克斯韋分布規(guī)律中獨(dú)立出來,目的是讓學(xué)生們建立這樣一種思想:物理學(xué)的研究,首先是描述模型,然后再對(duì)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算研究,強(qiáng)調(diào)了對(duì)物理問題和物理模型的描述,這是很容易被忽視的地方．

圖1的問題導(dǎo)圖在這個(gè)大框架下根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容分別提出了一系列問題,這些問題也按學(xué)習(xí)該章知識(shí)點(diǎn)的角度及深度組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)這些問題的提示,有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)ダ斫?總結(jié)歸納出相應(yīng)的概念及規(guī)律,使學(xué)生在整理的過程中理解并明確概念及概念之間的關(guān)系．每一個(gè)問題都需要學(xué)生們耐心地把相應(yīng)的內(nèi)容整理并寫出來,培養(yǎng)了學(xué)生們靜下心來,對(duì)基礎(chǔ)的概念需要慢慢來的學(xué)習(xí)態(tài)度,督促學(xué)生們仔細(xì)閱讀教材．

大學(xué)《熱學(xué)》其他章節(jié)我們也根據(jù)章節(jié)的教學(xué)要求,制作了相應(yīng)的問題導(dǎo)圖,如熱力第二定律的問題導(dǎo)圖如圖2所示．

圖2 第五章“熱力學(xué)第二定律與熵”問題導(dǎo)圖

2.2 問題導(dǎo)圖講解視頻的制作

各章節(jié)問題導(dǎo)圖的講解,除了講清問題導(dǎo)圖底層的問題外,要側(cè)重于分析問題導(dǎo)圖的大框架．制作為微課后上傳到課堂派的班級(jí)資源里,以利于學(xué)生學(xué)習(xí)及看回放．

2.3 教學(xué)實(shí)施過程

實(shí)施步驟如圖3實(shí)施流程圖所示．

圖3 實(shí)施流程圖

(1)課堂講解問題導(dǎo)圖,生生交流.

在學(xué)生們學(xué)習(xí)完成第二章的慕課內(nèi)容之后,通過問題導(dǎo)圖講解視頻．

留出時(shí)間給學(xué)生們交流對(duì)問題導(dǎo)圖的理解．

(2)布置繪制“第二章分子動(dòng)理學(xué)理論的平衡態(tài)理論”知識(shí)體系圖的任務(wù)．

限定一個(gè)星期的時(shí)間,學(xué)生們把自己繪制的知識(shí)體系圖在課堂派上傳作業(yè)．

(3)展示學(xué)生們的作品,并做總結(jié)．

通過展示學(xué)生們的作品,表揚(yáng)學(xué)生們的努力及獲得的成果,生生之間交流．教師最后點(diǎn)評(píng),并給出教師的作品,說明可以作為再次修改自己的知識(shí)體系圖的一個(gè)參考．在點(diǎn)評(píng)中鼓勵(lì)學(xué)生們?cè)谝欢ǔ潭壬峡梢园醋约旱乃季S習(xí)慣繪制具有個(gè)性的作品．

部分學(xué)生作品如圖4～6所示,圖7為教師的作品．總體看來,學(xué)生的作品非常棒,內(nèi)容豐富,有手繪知識(shí)體系圖,也有用軟件繪制的知識(shí)體系圖．

圖4 學(xué)生作品一(第二章局部)

圖5 學(xué)生作品二(第三章局部)

圖6 學(xué)生作品三(第三章局部)

圖7 教師作品(第二章局部)

(4)修改完善

要求學(xué)生們課后再完善自己的知識(shí)體系圖,完善獲得提升．

2.4 實(shí)施評(píng)價(jià)

通過問卷對(duì)學(xué)生們使用問題導(dǎo)圖繪制知識(shí)體系圖的情況進(jìn)行調(diào)查,數(shù)據(jù)如圖8所示.可以看到,約75%的學(xué)生是沒用過思維導(dǎo)圖及知識(shí)體系圖,有74.29%的學(xué)生認(rèn)為問題導(dǎo)圖對(duì)繪制知識(shí)體系圖幫助很大,85.07%的學(xué)生認(rèn)為知識(shí)體系圖對(duì)理解概念及概念之間的關(guān)系幫助很大,超過80%的學(xué)生在完成作品后很有成就感并表示在今后的學(xué)習(xí)中會(huì)繼續(xù)使用思維導(dǎo)圖．

圖8 問題導(dǎo)圖及知識(shí)體系圖調(diào)查

3 總結(jié)

教學(xué)中教師通過問題導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生完成課程的知識(shí)體系圖,達(dá)到了使學(xué)生們“跳一跳”就能達(dá)到教學(xué)要求的目的,細(xì)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,加強(qiáng)了線上教學(xué)的教學(xué)管理．學(xué)生們不僅通過整理本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容提升了學(xué)習(xí)的效果,更重要的是提高了自主學(xué)習(xí)能力,同時(shí)掌握了一種有效且普遍的學(xué)習(xí)及工作的輔助工具——思維導(dǎo)圖技術(shù),這對(duì)其將來成為未來的教師是非常有幫助的．而對(duì)于線上教學(xué)過程,教師可以達(dá)到細(xì)化并督促學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,加強(qiáng)了教學(xué)管理,提升了線上教學(xué)質(zhì)量．